线缆与连接系统:低烟无卤阻燃与 25 年耐候的兼顾

发布时间:2026年10月20日
光伏电缆截面结构

光伏专用电缆要求低烟无卤、耐紫外与阻燃三项能力同时达标——而这三者通常相互制约

光伏电站的直流侧工作电压已达 1500V 甚至 2000V,电缆的阻燃等级直接关系到电站的消防安全边界。而电缆又必须同时具备 25 年户外耐候性与抗 PID 能力,这三项要求之间的相互制约,是这个环节最核心的技术矛盾。

一、光伏线缆的三重矛盾Three Conflicting Requirements

要求标准依据技术难点
阻燃TUV 2 PfG 1169 / IEC 62930;UL4703(北美)阻燃剂需在低添加量下达 UL94 等级,且不能引入过量烟与毒
低烟无卤电站消防疏散要求;RoHS 与 REACH 限值含卤阻燃剂(如短链氯化蜡)被排除,无卤体系的阻燃效率本身偏低
耐候抗老化IEC 60216、UV 加速老化、户外 25 年户外紫外线 + 长期热老化,护套材料必须兼具阻燃与耐候

传统做法是用阻燃剂 + 光稳定剂 + 抗氧剂三剂并加,但这条路径有两个现实问题:

  • 添加量成本高——三种助剂都要足量添加才能各自达标,多剂并加会显著推高配方成本与加工负担;
  • 相互干扰风险——部分阻燃剂(尤其含卤体系)在加工与使用中会加速光氧化,削弱光稳定体系的效果。

二、天罡方案:FR-810A 一剂两用One Additive, Two Functions

Tiangang® FR-810A 是一款基于受阻胺(HALS)化学的聚合型 NOR 无卤阻燃剂,同时具备阻燃与光稳定双重功能。它基于聚合型 NOP™ 技术平台并获国际专利授权,与巴斯夫 Flamestab® NOR 116 属同类化学结构。

维度Tiangang® FR-810AFlamestab® NOR 116(对标)
化学结构聚合型 NOR-HALS单分子 NOR-HALS(分子量约 2261)
耐温性更高(聚合结构)中
建议加工温度≤ 250 ℃相对较低
迁移 / 抽出低(聚合物结构)相对较高
推荐添加量0.2 – 1.2%0.5 – 1.5%
合规REACH / TSCA / FDA常规
机理说明:从化学机理上讲,两者的阻燃功能都来自受阻胺受热后分解产生的小分子氮氧化物(含氮小分子气体)——这类气体在燃烧中会稀释可燃气体与氧气浓度。聚合物结构的差异主要体现在受热分解温度更高、分子量更大因而不挥发不迁移,这对长期户外材料的耐久性尤其重要。

三、各部件推荐方案Per-Component Formulations

部件典型材料推荐型号关注点
直流电缆护套PE / XLPE / 阻燃 PVCFR-810A + AO-1010阻燃 V-0/V-1 与耐候并重;FR-810A 同时提供长期热稳定
交流电缆PE / PVCFR-810A低烟无卤需求优先,添加量可低至 0.2%
接线盒外壳PA / PC / PBT-GFFR-810A 或专用阻燃母粒阻燃等级与长期户外耐候;注意 PBT 的加工温度限制
连接器绝缘件PA / PBT / PETAO-1010 + AO-1076 + FR-810A热老化与阻燃并重,长期户外暴晒
扎带 / 固定件PA66FR-810A低添加量达标,减少对力学性能的影响
薄壁制品优势:FR-810A 特别适合薄制品场景——PP 纤维、无纺布、窄带(胶带、扁丝)等。在光伏场景中,这对扎带、连接器绝缘件的薄壁部件是直接可用的方案:低添加量即可达 V1 阻燃等级,且显著延长制品的户外使用寿命。

四、常见问题FAQ

Q:FR-810A 阻燃等级能做到 V-0 吗?

A:FR-810A 的推荐添加量范围是 0.2–1.2%,在 PP 纤维、无纺布、窄带等薄制品上低添加量即可达 V1 级阻燃;V0 级通常需要更高的添加量或配合填料体系。具体能达到的等级取决于制品壁厚、树脂牌号与配方设计,建议以实测 UL94 结果为准。

Q:阻燃剂会不会影响电缆的绝缘性能或电性能?

A:FR-810A 为聚合型结构、低挥发低迁移,在推荐添加量下对树脂相容性优异,不影响力学性能与制品外观;用于绝缘层配方时仍建议按 UL 与 IEC 的体积电阻率、耐电压项目做实测确认。

Q:无卤阻燃会不会牺牲耐候性?

A:传统无机阻燃剂(如 ATH、MDH)确实会牺牲力学与耐候。FR-810A 采用聚合型 NOR 结构,其本身就是 HALS 体系,在提供阻燃的同时增强耐候,不存在「阻燃与耐候二选一」的问题。

如果您在设计电缆、接线盒或连接件的阻燃配方,尤其希望减少「阻燃剂 + 光稳定剂 + 抗氧剂」的多剂并加负担,欢迎把树脂牌号、制品壁厚与目标阻燃等级发给我们,天罡技术团队会给出配方建议。

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相关资质

  • 国家级高新技术企业
  • 中国塑料加工工业协会,副会长单位
  • 中国农用塑料应用技术学会农塑制品分会,副会长单位
  • 全国塑料标准化技术委员会 老化方法分会,委
  • 美国塑料工业协会SPI,会员单位